暖风器系统

京能集团运行人员培训教程BEIH Plant Course暖风器系统STEAM AIR HEATER SYSTEMMAJTD NO.100.21 教程介绍本教程详尽介绍了发电厂暖风器系统，包含了发电厂运行维护人员从事本系统相关工作所必须掌握的专业基础理论知识、系统的构成及相关联接、系统中各设备的工作原理、设备系统的启停操作及正常运行调整、节能经济运行方式、各种工况下巡回检查的内容及标准、设备检修维护时安全隔离要求及措施、作业危险因素的分析及防止、系统常见故障的分析处理、运行过程中的事故预想及演练、相关的定期切换及试验要求等内容。

教程编写过程中，参照了厂家资料，引用了相关的技术文献，并吸收了相关的技术法规，25项重点反事故措施要求的内容。

教程适应于从事暖风器系统相关运行维护各岗位人员，按照岗位技能及职责的要求，教程依难易程度内容分别标注了初级、中级、高级三个等级。

初级为巡检岗位人员的必备知识，中级为主值以上岗位操盘人员要掌握的内容，高级为值长、专业工程师以上岗位人员的应知应会。

教程中附列了相关的培训检测表，用于记录员工学习培训进度、过程状态、掌握知识程度等重要信息。

部分检测表需由负责培训的人员填写，作为员工从业资格的重要证明。

本教程为通用教材，各发电厂在实际使用过程中可根据自身设备特点做适当增减修改。

2 相关专业理论基础知识1、暖风器暖风器的含义是用蒸汽加热空气预热器进口空气以防止热空气预热器低温腐蚀和堵塞的热交换器。

2、NFQ系列暖风器NFQ系列暖风器的含义是用蒸汽加热空气的一种热交换器，用于电站锅炉一二次风的冬季加热，该产品的换热元件是采用钢制高频电阻焊螺旋翅片管或整体轧制钢铝复合翅片管,它具有结构紧凑,阻力小，散热面积大,不易积灰等优点。

可根据风道尺寸，由单片或几片并联组成框架式结构。

3、小油枪微油（等离子）点火暖风器小油枪微油（等离子）点火暖风器的含义是锅炉冷态点火磨煤机制粉系统热风加热设备，具有加热效率高，升温快，体积小，风侧阻力小，安装方便等特点，可以安装在一次风主管道和旁通管道上。

4、低温腐蚀当锅炉尾部受热面(省煤器、空气预热器等)金属壁温低于烟气露点时，烟气中含有硫酸酐的水蒸气在壁面凝结所造成的腐蚀。

5、低温腐蚀的形成燃料中的硫燃烧生成二氧化硫（S+O2=SO2），二氧化硫在催化剂的作用下进一步氧化生成三氧化硫（2SO2+O2=2SO3），SO3与烟气中的水蒸汽生成硫酸蒸汽（SO3+H2O=H2SO4）。

硫酸蒸汽的存在使烟气的露点显著升高。

由于空预器中空气的温度较低，预热器区段的烟气温度不高，壁温常低于烟气露点，这样硫酸蒸汽就会凝结在空预器受热面上，造成硫酸腐蚀。

低温腐蚀常发生在空预器上，但是当燃料中含硫量较高、过剩空气系数较大，烟气中SO3含量较高，露点升高，并且给水温度较低（汽机高加停用）时，省煤器管也有可能发生低温腐蚀。

6、烟气露点烟气中酸性物质(如硫酸蒸气等)开始凝结时的温度。

7、低温腐蚀的选材建议选用抗硫酸腐蚀相对比较好的，如：09CrCuSb，此钢种成本制造相对具有很高的性价比，其耐硫酸的腐蚀效果是316L不锈钢的3倍以上，价格是316L不锈钢的1/3都不到。

ND钢是目前国内外最理想的“耐硫酸低温露点腐蚀”用钢材，09CrCuSb （ND钢）钢无缝钢管/钢板主要的考核指标（70°50%H2SO4溶液中浸泡24小时），与碳钢、日本进口同类钢、不锈钢耐腐蚀能力相比较，是日本CR1R钢的1.8倍，是1Cr18Ni9钢的2.8倍，是Corten钢的8.6倍，是20g钢的14倍。

8、传热由热力学第二定律 , 凡是有温差的地方 , 就有热量自发地从高温物体向低温物体转移 , 这种由于温差引起的热量转移过程统称为传热。

导热指物体内不同温度的各部分之间或不同温度的物体相接触时 , 发生的热量传输的现象。

对流物体各部分之间发生相对位移而引起的热量传输现象。

对流换热流体流过与其温度不同的物体表面时 , 流体与固体表面之间发生的热量交换过程称为对流换热。

强制对流由于外力作用或其它压差作用而引起的流动。

自然对流由于流体各部分温度不同, 致使各部分密度不同引起的流动。

流动边界层当具有粘性的流体流过壁面时 , 由于粘滞力的作用 , 壁面附近形成一流体薄层 , 在这一层中流体的速度迅速下降为零 , 而在这一流层外 , 流体的速度基本达到主流速度 . 这一流体层即为流动边界层。

温度边界层当具有粘性的流体流过壁面时 , 会在壁面附近形成一流体薄层 , 在这一层中流体的温度迅速变化 , 而在这一流层外 , 流体的温度基本达到主流温度 . 这一流体层即为温度边界层。

热辐射物体由于本身温度而依靠表面发射电磁波而传递热量的过程称为热辐射。

辐射力物体在单位时间内 , 由单位表面积向半球空间发射的全部波长的辐射能的总量。

单色辐射力物体在单位时间内 , 由单位表面积向半球空间发射的波长在λ-λ +dλ范围内的辐射能量。

立体角是一个空间角度 , 它是以立体角的角端为中心 , 作一半径为r 的半球 , 将半球表面上被立体角切割的面积与半径平方 r 2的比值作为立体角的大小。

定向辐射强度单位时间内 , 在单位可见面积 , 单位立体角内发射的全部波长的辐射能量称为定向辐射强度。

传质在含有两种或两种以上组分的流体内部 , 如果有浓度梯度存在 , 则每一种组分都有向低浓度方向转移 , 以减弱这种浓度不均匀的趋势，物质由高浓度向低浓度方转移过程称为传质。

分子扩散传质静止的流体中或在垂直于浓度梯度方向作层流流动的流体中的传质 , 有微观分子运动所引起 , 称为分子扩散传质。

对流流动传质在流体中由于对流掺混引起的质量传输。

有效辐射单位时间内 , 离开所研究物体单位表面积的总辐射能。

灰体单色吸收率，单色黑度与波长无关的物体。

角系数有表面 1 投射到表面 2 的辐射能量 Q 1 → 2 占离开表面 1 的总能量 Q 1 的份数 , 称为表面 1 对表面 2 的角系数。

辐射换热物体之间通过相互辐射和吸收辐射能而产生的热量交换过程。

3系统的任务及作用暖风器系统的作用：为了提高进入空预器的一、二次风温度，以减少由于大量冷风进入空预器的受热面造成结露、积灰而产生地低温腐蚀。

但温度提高，入口空气侧阻力增加，锅炉效率降低。

旋转式暖风器的技术特点：暖风器通蒸汽时功效不变，防止因结露引发不利因素；满足暖风器在不同运行工况、不同季节都能降低风道阻力，实现高效运行；可以实现机组运行中切换，不需要停运风机；节能效果显著。

4 系统构成及流程4.1 暖风器的构造该暖风器属表面式汽---气热交换器。

它是利用管内流动的蒸汽的热量来加热管外侧进入空气预热器之前的冷空气。

暖风器入口蒸汽管道阀门的调节作用可使冷空气加热到所需要的温度。

该暖风器卧式布置在空气预热器进风口前，空气由下向上垂直通过暖风器。

一、二次风暖风器全部为可旋转结构，暖风器组件由直螺旋管和相应的蒸汽进出口联箱为一体的加热器、前后封板、旋转执行机构等组成。

蒸汽由前侧进汽联箱流入螺旋管进入到后侧经疏水联箱流出，完成一个行程。

一次风每台暖风器由三片加热器组件并列组成，蒸汽由一个Ф89的进汽管进入到加热器，通过联箱分给29个基管Ф32(外管Ф62的螺旋管)，流入到疏水联箱后，再经Ф45的疏水管进入疏水系统排出。

二次风每台暖风器由四片加热器组件并列组成，蒸汽由两个Ф89的进汽管进入到加热器，通过联箱分给37个基管Ф32(外管Ф62的螺旋管)，流入到疏水联箱后，再经Ф60的疏水管进入疏水系统排出。

为防止变形，该暖风器组件设有螺旋管加固装置。

旋转加热器前后侧通过旋转轴连接在前后封板上面，前后封板四周通过螺栓与风道法兰固定,每块加热器之间的缝隙通过密封连接板密封。

4.2系统介绍在送风机进口处A、B侧各设置了一台暖风器。

在机组启动阶段，暖风器以辅助蒸汽为热源，对二次风进行预热；在正常运行时应切至机组的五级抽汽。

从辅汽母管或五级抽汽来的蒸汽通过位于暖风器进口的手动阀后进入暖风器A、B，疏水排至暖风器疏水箱，水质合格后在通过暖风器疏水泵回收至凝汽器疏水扩容器内。

在空预暖风器停运时，为了消除其对系统的阻力，我厂采用具有旋转功能的暖风器, 使用时在正常位置，停运后立转，使得烟气方向前后压差降至最低，减少了系统阻力。

为了在投运暖风器的初期对暖风器进行充分的冲洗，设置了暖风器疏水直接排地沟的管路。

暖风器投运时应先关闭疏水至疏水箱的回路，打开直接排地沟阀门，对暖风器和有关管道进行冲洗，防止暖风器内的杂质进入暖风器疏水箱。

暖风器投入后，暖风器内的杂质会造成疏水水质变差，因此还设置了暖风器疏水箱疏水直接排地沟的管路。

当暖风器内冲洗完成后，将暖风器的疏水由直接排地沟切至排疏水箱，对疏水箱进行冲洗，疏水箱疏水排地沟。

对疏水箱冲洗完成，经化验水质合格后，疏水可回收至凝汽器。

与所有的加热器一样，蒸汽在凝结过程中总会产生部分不凝结气体，为防止不凝结气体的积聚，在暖风器疏水箱的顶部至凝汽器设置了排气管路，通过排气管路上的节流孔板同凝汽器相连。

在暖风器投运时应确保该回路畅通，以保证暖风器能正常疏水，提高暖风器的投运效果。

空预暖风器运行期间，为了防止不出现蒸汽直通现象发生，我厂采用疏水侧控制方案，通过疏水阀的水温最低限度为其供汽压力下对应的饱和温度。

5 设备规范及运行参数1、旋转式暖风器规范：2、旋转式暖风器参数：暖风器设计及运行参数（BMCR）（单台暖风器）:3、旋转式暖风器配套设备及材料备件（单台暖风器）：4、执行器结构规范及参数：5、一次风暖风器主要技术参数（单台暖风器）：6、二次风暖风器主要技术参数（单台暖风器）6.1暖风器主要组成部分和功能介绍1、加热器：加热风道内空气的作用。

2、前封板：进汽系统侧的封板，主要起承受加热器的旋转的作用。

包括进汽管和法兰。

3、后封板：疏水系统侧的封板，主要起承受加热器的旋转。

包括旋转操作执行器、疏水管和法兰、加热器水平限位装置。

6.2 使用操作注意事项1、由于该暖风器是可以旋转的，当人进入暖风器内部时，必须做好防止暖风器旋转而导致坠落的防护措施。

2、任何时候不可在每片暖风器上放置超过450公斤的物件。

3、当人进入暖风器内部时，注意防止物品坠落或人踩踏加热管，而导致散热翅片变形。

4、在执行所有下列操作前必须关闭进汽、疏水系统，使进汽系统压力为零，即进汽管无蒸汽运行.方可执行下列操作。

并按照该步骤执行。

5、该暖风器可在机组运行中执行打开或关闭操作，操作时应缓慢，注意观察风压变化。

6、旋转操作后，对于裸露在外的蒸汽管口加装临时封堵措施，以免杂物进入蒸汽管造成暖风器堵塞。

6.3 一次风暖风器由关闭状态旋转操作至打开状态的步骤：1、关闭状态（为暖风器投入状态）a）此时，加热器处于水平位置（暖风器投运状态）。